KR20170107459A - A ball-shaped matrix as a cell carrier - Google Patents

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KR20170107459A
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토마 부케누게
포린 베흐토레
부뤼노 데롬
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Abstract

본 발명은 가교결합된 피브리노겐을 포함하고, 피브린을 함유하지 않는, 볼 형태의 매트릭스, 및 (a) 피브리노겐 및 혈소판 인자를 포함하는 초기 조성물을 제공하는 단계, (b) 상기 초기 조성물을 50℃ 내지 80℃의 온도로 가열된 오일로 주입하여 에멀전을 형성하는 단계, (c) 볼 형태의 매트릭스가 얻어질 때까지 상기 에멀전을 50℃ 내지 80℃의 온도에서 혼합하는 단계, 및 (d) 얻어진 매트릭스를 분리하는 단계를 포함하는 이러한 매트릭스를 제조하는 방법에 관한 것이다. 매트릭스는 세포 운반체로서 사용된다.The present invention provides a method for preparing a pharmaceutical composition comprising the steps of: (a) providing an initial composition comprising a cross-linked fibrinogen and a fibrin-free, ball-shaped matrix; and (C) mixing the emulsion at a temperature of from 50 캜 to 80 캜 until a ball-shaped matrix is obtained, and (d) mixing the resultant matrix ≪ RTI ID = 0.0 > a < / RTI > The matrix is used as a cell carrier.

Description

세포 운반체로서의 볼 형태의 매트릭스A ball-shaped matrix as a cell carrier

본 발명은 볼 형태의 매트릭스, 이러한 매트릭스를 제조하는 방법 및 세포 운반체로서의 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a ball-shaped matrix, a method for producing such a matrix and its use as a cell carrier.

본 발명은 세포 배양, 및 특히 세포 치료의 맥락에서 사용된 세포의 증식, 생물활성 분자를 제조하기 위한 생물생성, 또는 세포 모델로서의 조사 및 개발의 분야에 적용된다. 이러한 세포는 예를 들어 1차 세포, 다능성 줄기 세포, 줄기 세포주 또는 불활화 세포주이다.The present invention is applied in the field of cell culture, and in particular in the field of cell proliferation used in the context of cell therapy, biogenesis to produce biologically active molecules, or investigation and development as a cell model. Such cells are, for example, primary cells, pluripotent stem cells, stem cell lines or inactivated cell lines.

특히, 성체 줄기 세포의 사용에 기초한, 세포 치료는 선택되고/되거나, 증폭되고/되거나, 생체외 변형되는 건강하고 기능성인 세포를 투여함으로써 건강하지 않은 조직의 세포의 대체 및 재생으로 이루어진다.In particular, cell therapy based on the use of adult stem cells may be selected and / or administered by administering healthy and functional cells that are amplified and / or modified in vitro Replacement and regeneration of cells in unhealthy tissues.

상이한 줄기 세포 소스가 임상 사용을 위한 충분한 분량의 세포를 얻게 하지 않으므로, 세포 증식 단계가 필요하다.Since different stem cell sources do not allow a sufficient amount of cells for clinical use, a cell proliferation step is necessary.

현재, 부착성 줄기 세포는 2차원 시스템, 특히 플라스틱 배양 용기에서 배양된다.Currently, adherent stem cells are cultured in two-dimensional systems, especially plastic culture vessels.

더 많은 분량의 세포를 얻기 위해, 예를 들어 아주 많은 배양 용기를 사용함으로써, 배양 용기의 크기의 증가에 의해 또는 멀티레벨 배양 용기, 예컨대 Celltack(상표명)(Corning(미국))를 사용함으로써 더 넓은 배양 표면을 사용하는 것이 필요하다. 이런 경우에, 그러나, 배양 용기의 취급은 더 수고스럽다.By using a large number of culture vessels, for example, by increasing the size of the culture vessel, or by using a multilevel culture vessel such as Celltack (trade name) (Corning (USA)) to obtain a larger volume of cells, It is necessary to use a culture surface. In this case, however, handling of the culture vessel is more laborious.

3차원 배양 시스템, 특히 현탁액 중의 마이크로운반체를 사용하는 것이 또한 시험된다.The use of a three-dimensional culture system, particularly a microcarrier in suspension, is also tested.

예를 들어, 문헌 US 2012/0009645는 ROCK 저해제의 존재 하에 마이크로비드 상의 다능성 줄기 세포(배아 줄기 세포, 유도 다능성 줄기 세포)를 배양하는 방법을 제안한다. 마이크로비드는 예를 들어 D53 셀룰로스 비드 또는 Cytodex 1 또는 3 비드이다.For example, document US 2012/0009645 suggests a method of culturing pluripotent stem cells (embryonic stem cells, inducible pluripotent stem cells) on microbeads in the presence of ROCK inhibitors. Microbeads are, for example, D53 cellulosic beads or Cytodex 1 or 3 beads.

그러나, 이러한 합성 마이크로운반체의 사용은 몇몇 단점을 가진다. 무엇보다, 이 마이크로운반체는 낮은 세포 접종률(30% 미만)을 가져서, 증식 과정의 시작으로부터 관심 있는 세포의 거대한 소실을 발생시킨다. 다음에, 환자로의 주사 전에 이의 운반체로부터의 세포의 탈착 및 운반체-세포 분리는 꽤 큰 문제로 남아 있다. 마지막으로, 이 합성 마이크로운반체가 사용될 때, 이것은 차단될 수 없고 따라서 관심 있는 세포와 동시에 환자로 주사될 수 있는 플라스틱 입자를 방출한다.However, the use of such synthetic microcarriers has several disadvantages. Above all, the microcarriers have a low rate of cellular inoculation (less than 30%), resulting in a massive loss of cells of interest from the onset of the proliferative process. Next, cell desorption and carrier-cell separation from its carrier prior to injection into the patient remains a significant problem. Finally, when this synthetic microcarrier is used, it can not be blocked and thus emits plastic particles that can be injected into the patient simultaneously with the cells of interest.

세포 부착의 문제를 상쇄하기 위해, 분자에 의해 마이크로운반체를 코팅하는 것이 제안되었다. 그러나, 이 분자는 대개 비싸고/비싸거나 동물 기원이고, 이것은 생물학적 안전성 문제를 제기하다.To counteract the problem of cell attachment, it has been proposed to coat microcarriers by molecules. However, this molecule is usually expensive / expensive or animal origin, which poses a biological safety problem.

예를 들어, 문헌 US 2011/0111498은 현탁액 중의 마이크로운반체 상의 줄기 세포(간엽성 줄기 세포, 배아 줄기 세포 또는 유도 다능성 줄기 세포)를 배양하는 방법을 제안한다. 마이크로운반체는 예를 들어 양전하 및 세포 성장을 지지할 수 있는 Matrigel(상표명), 라미닌 또는 히알우론산 유형의 코팅을 가지는 합성 비드(Toyopearl, Cytodex, DE52)이다.For example, document US 2011/0111498 proposes a method of culturing stem cells (mesenchymal stem cells, embryonic stem cells or inducible pluripotent stem cells) on a microcarrier in suspension. Microcarriers are, for example, synthetic beads (Toyopearl, Cytodex, DE52) with a coating of the Matrigel (TM), laminin or hyaluronic acid type capable of supporting positive charge and cell growth.

문헌 WO 2009/134197은 또한 식물 단백질 가수분해물, 예컨대 대두 펩톤 가수분해물에 의해 코팅된 세포 배양을 위한 마이크로운반체, 예컨대 Cytodex를 기재한다. 이 마이크로운반체는 동물 단백질을 포함하지 않는 이점을 가진다.Document WO 2009/134197 also describes microcarriers for cell culture, such as Cytodex, coated with plant protein hydrolysates such as soy peptone hydrolyzate. The microcarriers have the advantage of not containing animal proteins.

문헌 WO 2011/017050은, 세포의 부착을 수월하게 하는 RGD 서열을 포함하는 폴리펩타이드가 그래프팅된, 중합체 코팅(예를 들어, 팽윤 메타크릴레이트)을 가지는 세포 배양을 위한 동물 기원의 단백질을 가지지 않는 마이크로운반체를 제안한다.Document WO 2011/017050 has an animal origin protein for cell culture with a polymer coating (e.g., swollen methacrylate) grafted with a polypeptide comprising an RGD sequence that facilitates cell attachment Do not offer microcarriers.

천연 성분에 기반한 세포 마이크로운반체가 또한 존재한다.There are also cell microcarriers based on natural ingredients.

예를 들어, 국제 특허 출원 WO 99/15637로부터 생긴, 문헌 EP 1,015,570은 세포 운반체(cell carrier)로서의 피브린(피브리노겐) 마이크로비드를 제안한다. 이 마이크로비드는 피브리노겐, 트롬빈 및 XIII 인자로부터의 마이크로비드의 전파 동안 얻어진 피브린(피브리노겐)의 높은 정도의 가교결합을 가진다. 그러나, 가교결합제로서 사용된 트롬빈은 외인성이고, 이것은 제조 어려움 및 생물학적 위험을 증가시킨다.For example, document EP 1,015,570 from International Patent Application WO 99/15637 proposes fibrin (fibrinogen) microbeads as cell carriers. This microbead has a high degree of cross-linking of the fibrin (fibrinogen) obtained during the propagation of the microbeads from fibrinogen, thrombin and factor XIII. However, thrombin used as a cross-linker is exogenous, which increases manufacturing difficulties and biological risks.

Eibes G. 등에 의해 문헌(Maximizing the ex vivo expansion of human mesenchymal stem cells using a microcarrier-based stirred culture system. Journal of biotechnology, 2010, vol. 146, no. 4, pp. 194-197)에서, 젤라틴 마이크로다공성 비드(Cultispher S)가 간엽성 줄기 세포를 부착시키고 이것이 증식되게 할 수 있다는 것이 밝혀졌다.In Journal of Biotechnology, 2010, vol. 146, no. 4, pp. 194-197), gelatin microspheres were prepared by the method described in Eibes G. et al. (Maximizing the ex vivo expansion of human mesenchymal stem cells using a microcarrier- It has been found that porous beads (Cultispher S) can attach mesenchymal stem cells and make them proliferate.

마지막으로, Oliveira M. B. 등에 의한 문헌(Injectable PEGylated fibrinogen cell-laden microparticles made with a continuous solvent- and oil-free preparation method. Acta Biomaterialia, vol. 13, 2014년 11월 18일, pp. 78-87)은 PEG화 피브리노겐 마이크로입자를 개시한다. UV 조사에 의해 및 용매 및 오일의 부재 하에 연속 제조 방법을 실행함으로써 얻어진 이 마이크로입자는 3D 세포 배양을 허용하고, 높은 물 함량을 가지는 세포의 캡슐화를 위한 플랫폼을 제공한다.Lastly, Oliveira MB et al. (Injectable PEGylated fibrinogen cell-laden microparticles made with a continuous solvent- and oil-free preparation method. Acta Biomaterialia, vol. 13, Nov. 18, 2014, pp. 78-87) Discloses pegylated fibrinogen microparticles. The microparticles obtained by UV irradiation and by running the continuous manufacturing process in the absence of solvent and oil allow 3D cell culture and provide a platform for encapsulation of cells with high water content.

본 발명은, 75% 초과의 부착률을 얻게 하는, 세포를 위한 3차원 생체적합성 매트릭스를 제안한다. 이 매트릭스는 세포를 회수할 수 있도록 추가로 용이하게 분해 가능하다. 매트릭스는 단백질 또는 다른 외인성 물질을 요하지 않으면서 단일 생물학적 생성물로부터 제조될 수 있는 이점을 또한 가진다.The present invention proposes a three-dimensional biocompatibility matrix for cells that results in an adhesion rate of greater than 75%. This matrix is further easily degradable so that cells can be recovered. The matrix also has the advantage that it can be produced from a single biological product without requiring a protein or other exogenous material.

이를 위해, 제1 양태에 따르면, 본 발명은 가교결합된 피브리노겐을 포함하는 볼 형태의 매트릭스에 관한 것이고, 상기 매트릭스는 피브린을 함유하지 않는다.To this end, according to a first aspect, the invention relates to a ball-shaped matrix comprising crosslinked fibrinogen, said matrix not containing fibrin.

제2 양태에 따르면, 본 발명은 제1 양태에 따른 매트릭스를 제조하는 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 According to a second aspect, the present invention relates to a method of manufacturing a matrix according to the first aspect,

(a) 피브리노겐 및 혈소판 인자를 포함하는 초기 조성물을 제공하는 단계,(a) providing an initial composition comprising fibrinogen and a platelet factor;

(b) 초기 조성물을 50℃ 내지 80℃의 온도로 가열된 오일로 주입하여 에멀전을 형성하는 단계,(b) injecting the initial composition into a heated oil at a temperature of from 50 캜 to 80 캜 to form an emulsion,

(c) 볼 형태의 매트릭스가 얻어질 때까지 상기 에멀전을 50℃ 내지 80℃의 온도에서 혼합하는 단계, 및(c) mixing said emulsion at a temperature of from 50 캜 to 80 캜 until a ball-shaped matrix is obtained, and

(d) 이와 같이 해서 얻어진 매트릭스를 분리하는 단계를 포함한다.(d) separating the thus obtained matrix.

제3 양태에 따르면, 본 발명은 세포 운반체로서의 제1 양태에 따른 매트릭스의 용도에 관한 것이다.According to a third aspect, the invention relates to the use of a matrix according to the first aspect as a cell carrier.

다른 목표 및 이점은 하기 설명의 과정에 걸쳐 명확할 것이다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 따른 다공성 매트릭스의 주사 전자 현미경검사법을 이용한 사진을 보여준다.
도 3은 배양 배지 중의 및 세포의 존재 하의 본 발명에 따른 매트릭스의 광학 현미경검사법(20배율)에 의한 사진을 보여준다.
Other objects and advantages will be apparent through the process of the following description.
FIGS. 1 and 2 show photographs of a porous matrix according to the present invention, respectively, using scanning electron microscopy.
Figure 3 shows photographs of the matrix according to the invention in an incubation medium and in the presence of cells by optical microscopy (20 magnification).

제1 양태에 따르면, 본 발명은 가교결합된 피브리노겐을 포함하는 볼 형태의 매트릭스에 관한 것이다. 매트릭스는 특히 피브린을 함유하지 않는다.According to a first aspect, the present invention relates to a ball-shaped matrix comprising crosslinked fibrinogen. The matrix is particularly free of fibrin.

"매트릭스"는 세포가 부착하고/하거나 증식할 수 있는 고체 또는 반고체 3차원 구조를 의미한다."Matrix" means a solid or semi-solid three-dimensional structure that a cell can attach and / or proliferate.

본 발명의 매트릭스는 볼의 형태이고, 즉 이것은 구형 또는 회전타원체이다. 이것은 규칙적 또는 불규칙적 형상을 가질 수 있다.The matrix of the present invention is in the form of a ball, i.e. it is spherical or spheroidal. It may have a regular or irregular shape.

매트릭스는 피브린을 함유하지 않고, 가교결합된 피브리노겐을 포함하고, 이것은 세포 배양 동안 분해되지 않은 기계적으로 안정한 매트릭스를 얻을 수 있게 한다.The matrix does not contain fibrin and includes crosslinked fibrinogen, which allows obtaining a mechanically stable matrix that is not degraded during cell culture.

피브리노겐은 혈장에 존재하는 가용성 단백질이다. 피브리노겐 단백질은 이황화 브릿지에 의해 연결된 상동성 펩타이드 사슬의 3개의 쌍으로 이루어진다.Fibrinogen is a soluble protein present in plasma. The fibrinogen protein consists of three pairs of homologous peptide chains linked by a disulfide bridge.

가교결합된 피브리노겐은 폴리펩타이드 사슬의 적어도 2개의 부위가 연결된 피브리노겐이다. 가교결합은 분자간(연결된 부위는 그때 동일한 피브리노겐에 속함) 및/또는 분자외 분자(2개 이상의 피브리노겐 분자는 그때 연결됨)이다. 가교결합된 피브리노겐은 물 및 유기 용매 중에 불용성이다.Crosslinked fibrinogen is a fibrinogen to which at least two sites of the polypeptide chain are connected. Crosslinking is the intermolecular (the linked site then belongs to the same fibrinogen) and / or the extramolecular molecule (the two or more fibrinogen molecules are then linked). Crosslinked fibrinogen is insoluble in water and organic solvents.

생체내, 혈장 응고 동안, 피브리노겐은 피브린 단량체로의 트롬빈의 작용에 의해 분해된다. 피브린 단량체는 다음에 피브린으로 중합할 것이고, 이것은 불안정하다. XIIIA 인자는 마지막으로 피브린 중합체를 안정화시키도록 이의 가교결합을 허용할 것이다.During in vivo, plasma clotting, fibrinogen is degraded by the action of thrombin to fibrin monomers. The fibrin monomer will then polymerize into fibrin, which is unstable. The factor XIIIA will finally allow its cross-linking to stabilize the fibrin polymer.

피브리노겐의 가교결합은 결과적으로 특정한 초기 조성물로부터 놀랍게도 출원인에 의해 얻어진 비천연 과정이다. 본 발명의 가교결합된 피브리노겐 매트릭스는, 특히 볼 형태의 비천연 3차원 구조를 가지고 피브린을 함유하지 않는, 합성 피브리노겐 매트릭스이다.The cross-linking of fibrinogen is consequently an unnatural process, surprisingly obtained by the applicant, from a particular initial composition. The crosslinked fibrinogen matrix of the present invention is a synthetic fibrinogen matrix, which does not contain fibrin, especially with a non-natural three-dimensional structure in the form of a ball.

유리하게는, 매트릭스에 함유된 피브리노겐은 예를 들어 페길화에 의해 물리적으로 및/또는 화학적으로 작용기화되지 않는다. 초기 조성물에 함유된 피브리노겐은 인간에 의해 변형되지 않은 천연 피브리노겐이다.Advantageously, the fibrinogen contained in the matrix is not physically and / or chemically functionalized, for example by pegylation. The fibrinogen contained in the initial composition is natural fibrinogen that is not modified by humans.

특정한 일 실시형태에 따르면, 초기 조성물은 가용성 피브리노겐을 포함한다. 더 특히, 초기 조성물은 피브리노겐 소스인 혈장을 포함한다. 훨씬 더 특히, 혈장은 인간 혈장이다.According to one particular embodiment, the initial composition comprises soluble fibrinogen. More particularly, the initial composition comprises plasma, which is a fibrinogen source. Even more particularly, the plasma is human plasma.

특히, 피브리노겐은 혈소판 인자에 의해 가교결합된다.In particular, fibrinogen is cross-linked by platelet factors.

혈소판 인자는 혈소판에 의해 포함되거나 분비된 1종 또는 수종의 물질을 의미한다. 특히, 혈소판 인자는 혈소판 용해물(platelet lysate)에 함유된 물질이다.Platelet factor refers to one or several species of substances contained or secreted by platelets. In particular, the platelet factor is a substance contained in platelet lysate.

혈소판 용해물은 혈소판의 용해의 생성물, 즉 혈소판 내에 보통 함유된 분자(성장 인자, 사이토카인)의 방출을 발생시키는 세포막의 붕괴 후 얻어진 생성물을 의미한다.Platelet lysate refers to the product of the dissolution of platelets, i. E., The product obtained after the disruption of the cell membrane, which results in the release of molecules normally contained in platelets (growth factors, cytokines).

혈소판의 용해는 예를 들어 1회 또는 수회의 냉동/해동 사이클, 초음파 또는 용매/세제 처리에 의해 얻어진다.Dissolution of the platelets is obtained, for example, by one or several cycles of refrigeration / thawing, ultrasonic or solvent / detergent treatment.

피브리노겐의 가교결합은 혈소판 인자의 존재에 의해 가능하게 된다. 초기 혈소판 용해물 조성물 대신에 혈소판 없이 초기 혈장 조성물로부터 수행된 하기 기재된 제조 방법은 매트릭스 형성을 발생시키지 않았다. 외인성 트롬빈 없이, 따라서 피브린 형성 없이 피브리노겐의 가교결합은 1종 또는 수종의 혈소판 용해물의 존재로 인한다.Crosslinking of fibrinogen is made possible by the presence of platelet factors. The following described method of preparation performed from the initial plasma composition without platelets in place of the initial platelet lysate composition did not result in matrix formation. Without exogenous thrombin, and thus without fibrin formation, cross-linking of the fibrinogen is due to the presence of one or several platelet lysates.

특히, 화학 물질, 예컨대 글루타르알데하이드 또는 카보다이이미드 유도체 또는 외인성 물질, 예컨대 비인간 트롬빈, 게니핀 또는 당을 첨가할 필요 없이 가교결합이 발생한다.In particular, cross-linking takes place without the need to add chemicals, such as glutaraldehyde or carbodiimide derivatives or exogenous substances such as non-human thrombin, genipin or sugar.

매트릭스는 따라서 인간 기원의 단백질을 오직 함유하는 이점을 가진다. 매트릭스는 따라서 생체적합성이고, 즉 세포, 조직 및 장기와 관련하여 비독성이다.The matrix thus has the advantage of containing only proteins of human origin. The matrix is therefore biocompatible, i.e. non-toxic with respect to cells, tissues and organs.

일 실시형태에 따르면, 매트릭스는 20㎛ 내지 2㎜, 특히 50㎛ 내지 1000㎛을 포함하는 직경을 가진다. 예를 들어, 매트릭스는 200㎛ 내지 800㎛을 포함하는 직경을 가진다.According to one embodiment, the matrix has a diameter comprised between 20 μm and 2 mm, in particular between 50 μm and 1000 μm. For example, the matrix has a diameter comprised between 200 μm and 800 μm.

특히, 본 발명에 따른 매트릭스는 다공성 매트릭스이고, 즉 이것은 이의 구조에서 복수의 간극 또는 오리피스를 가진다.In particular, the matrix according to the invention is a porous matrix, i. E. It has a plurality of gaps or orifices in its structure.

특히, 본 발명에 따른 매트릭스는 1㎛ 미만의 직경을 가지는 기공을 가진다.In particular, the matrix according to the present invention has pores having a diameter of less than 1 탆.

매트릭스의 기공 크기는 전자 현미경검사법 기법을 이용하여 검증된다.The pore size of the matrix is verified using electron microscopy techniques.

본 발명의 매트릭스가 피브리노겐 기반인 경우, 이것은 세포 부착 특성을 갖는다.When the matrix of the present invention is fibrinogen-based, it has cell attachment properties.

매트릭스의 기공의 작은 크기로 인해, 여기에 부착된 세포는 이의 표면 위에 남아 있고 내부로 이동하지 않는다. 이 다공성 매트릭스는 작은 생물활성 물질, 예컨대 성장 인자, 사이토카인, 호르몬 또는 다른 활성 성분을 또한 흡착할 수 있다.Due to the small size of the pores of the matrix, the cells attached to it remain on its surface and do not migrate inside. This porous matrix can also adsorb small bioactive substances such as growth factors, cytokines, hormones or other active ingredients.

특정한 일 실시형태에 따르면, 매트릭스는 적어도 하나의 생물활성 물질, 예컨대 세포, 단백질, 예를 들어 성장 인자, 의료 제품, 호르몬, 사이토카인 또는 이들의 조합을 추가로 포함한다.According to a particular embodiment, the matrix further comprises at least one biologically active substance such as a cell, a protein, for example a growth factor, a medical product, a hormone, a cytokine or a combination thereof.

생물활성 물질은 매트릭스에 캡슐화, 흡수, 흡착 및/또는 공유 결합된다.The biologically active material is encapsulated, absorbed, adsorbed and / or covalently bound to the matrix.

특정한 일 예에서, 매트릭스는 1차 세포 및/또는 세포주를 포함한다. 이러한 세포의 예는 줄기 세포, 섬유아세포, 내피 세포, 연골세포, 신경아세포종 세포, 신장 세포, 간 세포, 췌장 세포, 갑상성 세포, 신경교 세포, 근육 세포, 마우스 유방 암종 세포 및 이들의 조합이다. 훨씬 더 특히, 세포는 CHO(중국 햄스터 난소) 세포, Vero 세포 또는 간엽성 줄기 세포이다.In a particular example, the matrix comprises primary cells and / or cell lines. Examples of such cells are stem cells, fibroblasts, endothelial cells, cartilage cells, neuroblastoma cells, kidney cells, liver cells, pancreatic cells, thyroid cells, glial cells, muscle cells, mouse breast carcinoma cells and combinations thereof. Even more particularly, the cells are CHO (Chinese hamster ovary) cells, Vero cells or mesenchymal stem cells.

또 다른 특정한 예에서, 매트릭스는 인간 배아 줄기 세포를 포함하지 않는다.In another specific example, the matrix does not comprise human embryonic stem cells.

특정한 일 실시형태에 따르면, 세포는 바이러스, 관심 있는 재조합 단백질을 발현하는 유전자 또는 외인성 DNA에 의해 감염된다.According to one particular embodiment, the cell is infected with a virus, a gene expressing the recombinant protein of interest, or an exogenous DNA.

특히, 매트릭스는 추가로 적어도 하나의 성장 인자, 예컨대 IGF-1(인슐린양 성장 인자-1)을 포함한다. 더 특히, 성장 인자는 내인성이고, 즉 이것은 매트릭스를 형성하도록 의도된 피브리노겐을 포함하는 초기 조성물에 포함된다.In particular, the matrix further comprises at least one growth factor, such as IGF-1 (insulin growth factor-1). More particularly, the growth factor is endogenous, i. E. It is included in an initial composition comprising fibrinogen intended to form a matrix.

매트릭스 내의 내인성 성장 인자(들)의 농도는 제조 방법 및/또는 초기 조성물 중의 성장 인자(들)의 초기 농도의 함수로서 변한다.The concentration of endogenous growth factor (s) in the matrix varies as a function of the manufacturing method and / or the initial concentration of growth factor (s) in the initial composition.

본 발명에 따른 매트릭스는 효소 및/또는 화학 작용에 의해 완전히 분해 가능한 이점을 가진다. 이 특성은 이의 증식 후 세포의 회수를 수월하게 한다.The matrix according to the invention has the advantage that it can be completely degraded by enzymatic and / or chemical action. This property facilitates the recovery of cells after their proliferation.

예를 들어, 효소 또는 비효소 세포 분해 물질, 예컨대 트립신, 트립신-EDTA 조합, Accutase(상표명)(Chemicon) 또는 TrypLE(상표명)(Gibco)는 매트릭스를 분해하고 따라서 이로부터 세포를 탈착하도록 사용된다.For example, enzyme or non-enzymatic cytolytic substances such as trypsin, trypsin-EDTA combination, Accutase TM (Chemicon) or TrypLE TM (Gibco) are used to degrade the matrix and thus detach cells therefrom.

또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 제1 양태에 따른 매트릭스를 제조하는 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 According to yet another aspect, the present invention relates to a method of manufacturing a matrix according to the first aspect,

(a) 피브리노겐 및 혈소판 인자를 포함하는 초기 조성물을 제공하는 단계,(a) providing an initial composition comprising fibrinogen and a platelet factor;

(b) 초기 조성물을 50℃ 내지 80℃의 온도로 가열된 오일로 주입하여 에멀전을 형성하는 단계,(b) injecting the initial composition into a heated oil at a temperature of from 50 캜 to 80 캜 to form an emulsion,

(c) 볼 형태의 매트릭스가 얻어질 때까지 상기 에멀전을 50℃ 내지 80℃의 온도에서 혼합하는 단계, 및(c) mixing said emulsion at a temperature of from 50 캜 to 80 캜 until a ball-shaped matrix is obtained, and

(d) 이와 같이 해서 얻어진 매트릭스를 분리하는 단계를 포함한다.(d) separating the thus obtained matrix.

상기 방법의 출발 생성물은 피브리노겐 및 혈소판 인자를 포함하는 초기 조성물이다. 특히, 초기 조성물은 피브리노겐 소스로서 혈장을 포함하고 혈소판 인자 소스로서 혈소판 용해물을 포함한다. 더욱이, 초기 조성물은 외인성 트롬빈을 포함하지 않고, 이것은 제조를 단순화하고, 생물학적 위험을 감소시킨다.The starting product of the method is an initial composition comprising fibrinogen and a platelet factor. In particular, the initial composition comprises plasma as a fibrinogen source and platelet lysate as a platelet factor source. Moreover, the initial composition does not contain exogenous thrombin, which simplifies manufacturing and reduces biological risks.

유리하게는, 혈장 소스 및 혈소판 용해물 소스는 공유된다. 이 경우에, 초기 조성물은 혈장에서 현탁액 중의 혈소판의 용해에 의해 얻어진 혈소판 용해물이다. 예를 들어, 초기 조성물은 1종 또는 수종의 혈소판 농축물 또는 1회 또는 수회의 혈소판 농후 혈장의 용해에 의해 얻어진 혈소판 용해물이다.Advantageously, the plasma source and the platelet lysate source are shared. In this case, the initial composition is platelet lysate obtained by dissolution of platelets in the suspension in plasma. For example, the initial composition is a platelet lysate obtained by dissolving one or several platelet concentrates or one or several platelet-rich plasma.

일 대안에 따라, 혈소판 농축액은 혈소판 보존제 첨가제 용액을 포함한다. 이 경우에, 혈소판 농축액 중의 혈장, 및 이에 따른 피브리노겐의 분량은 매트릭스 형성을 허용하기에 충분히 남아 있어야 한다.According to one alternative, the platelet concentrate comprises a platelet preservative additive solution. In this case, the amount of plasma in the platelet concentrate, and hence the amount of fibrinogen, must remain sufficient to permit matrix formation.

구형 체계를 지지하고, 매트릭스의 응집을 감소시키기 위해, 초기 조성물은 계면활성제를 추가로 포함한다.In order to support the spherical system and reduce the aggregation of the matrix, the initial composition additionally comprises a surfactant.

"계면활성제"는 양친매성 분자를 의미하고, 즉 하나는 친유성(오일 중 혼화성) 및 비극성이고, 다른 하나는 친수성(물과 혼화성) 및 극성인 상이한 극성을 가지는 2부분을 가진다."Surfactant" refers to an amphipathic molecule, one having two moieties with lipophilic (miscible in oil) and nonpolar and the other having a different polarity that is hydrophilic (miscible with water) and polar.

계면활성제는 에멀전의 형성을 수월하게 하고, 이것을 안정화시키고, 형성된 액적의 분산을 촉진하도록 작용한다.Surfactants act to facilitate the formation of emulsions, stabilize them, and promote dispersion of the formed droplets.

계면활성제는 음이온성, 양이온성, 양쪽성 또는 비이온성 물질이다. 계면활성제의 예는 특히 황산 도데실 나트륨, Triton X-100, Tween 20, Tween 80 및 이들의 조합이다.Surfactants are anionic, cationic, amphoteric or nonionic. Examples of surfactants are, in particular, sodium dodecyl sulfate, Triton X-100, Tween 20, Tween 80 and combinations thereof.

특히, 조성물은 0.5% 내지 20%, 특히 1% 내지 5%의 계면활성제를 포함한다.In particular, the composition comprises from 0.5% to 20%, in particular from 1% to 5%, of a surfactant.

상기 방법은 다음에 에멀전을 형성하도록 50℃ 내지 80℃를 포함하는 온도로 가열된 오일로의 초기 조성물의 주입을 포함한다. 작은 액적이 이후 형성되고 뜨거운 오일 중에 분산될 것이다.The method then involves the injection of the initial composition into an oil heated to a temperature comprised between 50 캜 and 80 캜 to form an emulsion. A small droplet will then be formed and dispersed in the hot oil.

특정한 일 실시형태에 따르면, 오일은 동물 또는 식물 오일, 특히 식물 오일, 예컨대 해바라기, 올리브 또는 캐놀라 오일이다.According to one particular embodiment, the oil is an animal or vegetable oil, in particular a plant oil, such as sunflower, olive or canola oil.

열의 영향 하에, 피브리노겐이 물 및 유기 용매 중에 불용성이 되도록, 피브리노겐 단백질의 접근 불가 결합 자리가 노출되고 가교결합을 허용할 것으로 추정된다.Under the influence of heat, it is presumed that the inaccessible binding site of the fibrinogen protein is exposed and allows crosslinking so that fibrinogen is insoluble in water and organic solvents.

초기 조성물이 혈장에서 현탁액 중의 혈소판의 용해에 의해 얻어진 혈소판 용해물인 경우, 피브리노겐의 가교결합은 본질적으로, 즉 외부 물질의 사용 없이 제조된다.If the initial composition is a platelet lysate obtained by dissolution of platelets in suspension in plasma, the cross-linking of the fibrinogen is produced essentially, i.e. without the use of external substances.

이와 같이 해서 얻어진 에멀전은 다음에 혼합되어 매트릭스를 형성한다.The thus obtained emulsion is mixed next to form a matrix.

에멀전의 혼합의 방식은 매트릭스에 대한 영향을 미친다. 특히, 에멀전의 혼합은 분당 100회 내지 1500회 사이클, 특히 분당 700회 사이클 초과를 포함하는 속도로 교반에 의해 수행된다. 교반 속도가 더 클수록, 매트릭스가 더 작아질 것이다.The way the emulsion mixes affects the matrix. In particular, the mixing of the emulsions is carried out by stirring at a rate comprised between 100 and 1500 cycles per minute, especially over 700 cycles per minute. The larger the agitation speed, the smaller the matrix will be.

혼합은 2시간 내지 10시간, 특히 3시간 내지 5시간을 포함하는 시간 동안 수행된다.The mixing is carried out for a time comprised between 2 hours and 10 hours, in particular between 3 hours and 5 hours.

계면활성제의 분량 및 유형을 변경함으로써 및/또는 교반 속도를 변경함으로써, 매트릭스의 크기를 제어할 수 있다.By varying the amount and type of surfactant and / or by varying the agitation rate, the size of the matrix can be controlled.

형성된 매트릭스를 단리하는 단계는 여과, 이어서 미량의 오일을 제거하기 위한 유기 용매를 사용한 매트릭스의 연속적 세척에 의해 수행된다.The step of isolating the formed matrix is carried out by filtration followed by continuous washing of the matrix with an organic solvent to remove trace amounts of oil.

상기 방법은 상이한 크기의 매트릭스를 형성한다. 대안적으로, 상기 방법은, 매트릭스의 단리 후, 보정된 매트릭스를 얻기 위해, 크기의 감소가 동반된, 체를 통한 매트릭스의 여과의 단계를 포함한다.The method forms a matrix of different sizes. Alternatively, the method comprises a step of filtering the matrix through a sieve, followed by isolation of the matrix, accompanied by a reduction in size, to obtain a corrected matrix.

본 발명에 따른 매트릭스를 얻는 방법은 50℃ 초과의 기여 열을 특히 요하는 비천연 방법이다.The process for obtaining the matrix according to the invention is a non-natural process which requires a contribution heat of over 50 [deg.] C.

혈소판 용해물로부터 이 방법에 의해 얻어진 매트릭스는 다공성이고, 본질적으로 가교결합된 피브리노겐으로 이루어지고, 피브린을 함유하지 않는다.The matrix obtained by this method from platelet lysates is porous, consisting essentially of cross-linked fibrinogen, and free of fibrin.

제3 양태에 따르면, 본 발명은 세포 운반체로서의 제1 양태에 따른 매트릭스의 용도에 관한 것이다.According to a third aspect, the invention relates to the use of a matrix according to the first aspect as a cell carrier.

세포 배양을 위해, 매트릭스를 배양 용기에 함유된 배양 배지에서 현탁액 중에 위치시킨다. 배양되어야 하는 세포를 다음에 접종시키고, 즉 매트릭스와 접촉하게 위치시킨다.For cell culture, the matrix is placed in a suspension in a culture medium contained in a culture vessel. The cells to be cultured are then inoculated, i. E. Placed in contact with the matrix.

예를 들어, 매트릭스는 세포 증식, 관심 있는 단백질의 생성 및 세포 재생에 사용된다.For example, the matrix is used for cell proliferation, production of proteins of interest, and cell regeneration.

매트릭스는 생체적합성이어서, 이것은 생물활성 물질과 생체내 또는 이 물질 없이 사용될 수 있다.The matrix is biocompatible, so it can be used with or without the biologically active material in vivo.

본 발명에 따른 매트릭스의 특정한 일 이점은 이의 매우 높은 세포 부착 파워이다. 사실, 세포의 75% 초과가 접종 단계 동안 매트릭스에 부착한다.One particular advantage of the matrix according to the invention is its very high cell attachment power. In fact, more than 75% of the cells adhere to the matrix during the inoculation step.

본 발명에 따른 매트릭스를 위한 다른 분야는 예를 들어 조직 재생, 반흔, 의료 제품의 제어 방출 또는 줄기 세포 선택이다.Other fields for the matrix according to the present invention are, for example, tissue regeneration, scarring, controlled release of medical products or stem cell selection.

실시예Example

볼 제조Manufacture of balls

200㎖의 해바라기 오일을 65℃에 도달할 때까지 자기 교반 하에 500㎖ 용기에서 가열하였다. 50㎖의 혈소판 용해물을 이후 따뜻한 오일에 첨가하였다. 이와 같이 해서 얻어진 용액을 볼이 나타날 때까지 65℃에서 교반 하에 유지시켰다. 제제의 가열을 다음에 중지시키고, 이것이 주변 온도로 복귀할 때까지 교반을 유지시켰다. 제제를 다음에 보정된 크기를 가지는 체에서 여과시키고, 회수된 볼을 다음에 유기 용매(자일렌, 헥산 및 에탄올)를 사용하여 3회 세척하고, 식염수 용액 중에 위치시켰다.200 ml of sunflower oil was heated in a 500 ml vessel under magnetic stirring until reaching 65 캜. 50 ml of platelet lysate was then added to the warm oil. The thus obtained solution was kept under stirring at 65 DEG C until the balls appeared. Heating of the formulation was then stopped and stirring was maintained until it returned to ambient temperature. The formulation was then filtered in a sieve with a calibrated size and the recovered balls were then washed three times with organic solvents (xylene, hexane and ethanol) and placed in a saline solution.

이의 특정한 구조로 인해, 볼은 이의 분말화 형태로 또한 유지될 수 있다. 볼은 다음에 장기간 저장을 위해 주변 온도에서 또는 4℃에서 저장될 수 있다.Due to its particular structure, the ball can also be maintained in its powdered form. The balls may then be stored at ambient temperature or at 4 ° C for long term storage.

이와 같이 해서 얻어진 볼은 구형이고, 30㎛ 내지 2000㎛의 직경을 가진다. 스크리닝에 의해, 원하는 크기를 가지는 볼의 집단을 얻을 수 있다.The ball thus obtained is spherical and has a diameter of 30 占 퐉 to 2000 占 퐉. By screening, a population of balls having a desired size can be obtained.

주사 전자 현미경검사법 분석은 세포 부착을 허용하는 조밀한 구조가 보일 수 있게 하였다(도 1 및 도 2).Scanning electron microscopy analysis showed dense structures allowing cell attachment (FIGS. 1 and 2).

세포에 의한 볼의 접종Inoculation of the ball with cells

완전한 배양 배지(10㎖)의 적은 용적 중에 간엽성 줄기 세포의 공지된 수와 접촉하도록 용액 중의 볼을 위치시켰다. 세포는 볼에 부착한다(도 3).The balls in solution were placed in contact with a known number of mesenchymal stem cells in a small volume of complete culture medium (10 ml). Cells attach to the ball (Figure 3).

37℃에서 항온처리기 내에서 접촉의 4시간 후, (볼이 없는) 배양 배지를 수집하고 원심분리하였다. 상청액 중에 발견된 볼에 부착되지 않은 세포의 수를 계수하여서, 75%의 세포 부착률을 결정하게 할 수 있게 하였다.After 4 hours of contact in a thermostat at 37 占 폚, the (ball-free) culture medium was collected and centrifuged. The number of cells that did not adhere to the ball found in the supernatant was counted, allowing a cell attachment rate of 75% to be determined.

세포 회수를 위한 볼의 분해Decomposition of balls for cell recovery

세포에 의해 충전된 볼을 충분한 세포 수를 얻기 위해 배양 중에 유지하였다. 세포 배양 기간의 종료 시, 볼/세포 복합체를 전체 배양 배지의 원심분리에 의해 회수하였다. 볼/세포 복합체로 이루어진, 회수된 펠렛을 PBS 중에 2회 세척하였다. 세척 조작 후, 세포 사멸을 발생시키지 않으면서, 볼의 전체 분해를 허용하는 효소(TrypLE(상표명))를 펠렛 위에 첨가하고, 37℃에서 20분 동안 위치시켰다. 볼의 전체 분해 후, 용액을 원심분리하고 회수된 세포를 다음에 사용할 수 있다.The balls filled by the cells were kept in culture to obtain sufficient cell numbers. At the end of the cell culture period, the ball / cell complex was recovered by centrifugation of the whole culture medium. The recovered pellet, consisting of the ball / cell complex, was washed twice in PBS. After the washing operation, an enzyme (TrypLE TM), which allows complete degradation of the balls without causing cell death, was added to the pellet and placed at 37 ° C for 20 minutes. After complete digestion of the balls, the solution can be centrifuged and the recovered cells can be used subsequently.

세포 증식률Cell proliferation rate

본 발명에 따른 볼에서의 세포 증식 시험을 폴리스타이렌 볼과 비교하여 수행하였다.The cell proliferation test in the balls according to the present invention was performed in comparison with polystyrene balls.

쥣과 세포주 및 인간 1차 세포를 볼의 유형에 둘 다에 동일한 밀도로 접종하였다. 부착된 세포의 분량을 정확히 결정하도록 부착되지 않은 세포의 분량을 평가하였다.Both cell lines and human primary cells were inoculated with the same density on both types of balls. The amount of unattached cells was assessed to accurately determine the amount of attached cells.

볼 위의 세포를 3일마다 새로운 배지의 첨가에 의해 10일 동안 배양 중에 유지시켰다. 배양의 종료 시, 볼/세포 복합체를 회수하고, 생성된 세포의 전체 분량을 평가하였다.Cells on the balls were kept in culture for 10 days by the addition of fresh medium every 3 days. At the end of incubation, the ball / cell complex was recovered and the total amount of cells generated was assessed.

시험은, 본 발명에 다른 볼 위에서, 쥣과 세포주에 대해 23배(폴리스타이렌 볼에 대한 30배 대비) 및 인간 1차 세포주에 대해 14배(폴리스타이렌 볼에 대한 12배 대비)의 세포 증폭을 나타내도록 본 발명자들에게 허용하였다.The test was designed to show cell multiplication of 23-fold (versus 30-fold versus polystyrene ball) and 14-fold (versus 12-fold versus polystyrene ball) versus human primary cell line Were allowed to the present inventors.

볼의 규명Identification of balls

볼을 제조한 후, 이의 조성을 정확히 연구하도록 이것을 분해하였다. 면역학적 검정은 본 발명에 따른 볼이 주로 피브리노겐으로 이루어진다(평균적으로 100㎍/㎖로 존재)는 것을 결정할 수 있게 하였다. 검정은, 본 발명에 따른 볼 내에, 0.3pg/㎖의 농도의 IGF-1의 존재가 보일 수 있게 하였다.After manufacturing the ball, it was disassembled to study its composition precisely. Immunological assays allowed the balls according to the invention to be predominantly composed of fibrinogen (on average, present at 100 占 퐂 / ml). The assay allowed the presence of a concentration of 0.3 pg / ml of IGF-1 in the balls according to the present invention.

피브린의 존재는 볼 내에 검출되지 않았다.The presence of fibrin was not detected in the ball.

Claims (17)

가교결합된 피브리노겐을 포함하는 볼 형태의 매트릭스로서,
피브린을 함유하지 않는 것을 특징으로 하는, 매트릭스.
A ball-shaped matrix comprising crosslinked fibrinogen,
≪ / RTI > wherein the matrix is free of fibrin.
제1항에 있어서, 다공성인 것을 특징으로 하는, 매트릭스.The matrix of claim 1, wherein the matrix is porous. 제2항에 있어서, 1㎛ 미만의 직경을 가지는 기공을 가지는 것을 특징으로 하는, 매트릭스.3. The matrix of claim 2, having pores having a diameter of less than 1 mu m. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피브리노겐은 혈소판 인자를 통해 가교결합된 것을 특징으로 하는, 매트릭스.4. The matrix according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fibrinogen is crosslinked via platelet factor. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 20㎛ 내지 2㎜, 특히 50㎛ 내지 1000㎛를 포함하는 직경을 가지는 것을 특징으로 하는, 매트릭스.5. Matrix according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it has a diameter comprised between 20 μm and 2 mm, in particular between 50 μm and 1000 μm. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 생물활성 물질, 예컨대 세포, 단백질, 예를 들어 성장 인자, 의료 제품, 호르몬, 사이토카인 또는 이들의 조합을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 매트릭스.6. The method according to any one of claims 1 to 5, further comprising at least one biologically active substance such as a cell, a protein, for example a growth factor, a medical product, a hormone, a cytokine or a combination thereof As a matrix. 제6항에 있어서, 상기 단백질은 성장 인자, 예컨대 IGF-1인 것을 특징으로 하는, 매트릭스.7. The matrix of claim 6, wherein said protein is a growth factor, such as IGF-1. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스의 표면에 세포가 부착된, 매트릭스.8. The matrix of any one of claims 1 to 7, wherein cells are attached to the surface of the matrix. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 매트릭스를 제조하는 방법으로서,
(a) 피브리노겐 및 혈소판 인자를 포함하는 초기 조성물을 제공하는 단계,
(b) 상기 초기 조성물을 50℃ 내지 80℃의 온도로 가열된 오일로 주입하여 에멀전을 형성하는 단계,
(c) 볼 형태의 매트릭스가 얻어질 때까지 상기 에멀전을 50℃ 내지 80℃의 온도에서 혼합하는 단계, 및
(d) 얻어진 매트릭스를 분리하는 단계를 포함하는, 매트릭스를 제조하는 방법.
9. A method of manufacturing a matrix according to any one of claims 1 to 8,
(a) providing an initial composition comprising fibrinogen and a platelet factor;
(b) injecting the initial composition into a heated oil at a temperature of from 50 캜 to 80 캜 to form an emulsion,
(c) mixing said emulsion at a temperature of from 50 캜 to 80 캜 until a ball-shaped matrix is obtained, and
(d) separating the resulting matrix.
제9항에 있어서, 상기 초기 조성물은 혈장에서 현탁액 중의 혈소판의 용해에 의해 얻어진 혈소판 용해물(platelet lysate)인 것을 특징으로 하는, 매트릭스를 제조하는 방법.10. The method of claim 9, wherein the initial composition is a platelet lysate obtained by dissolving platelets in suspension in plasma. 제10항에 있어서, 상기 혈소판 용해물은 1종 또는 수종의 혈소판 농축물로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는, 매트릭스를 제조하는 방법.11. The method of claim 10, wherein the platelet lysate is obtained from one or several platelet concentrates. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초기 조성물은 계면활성제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 매트릭스를 제조하는 방법.12. A method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the initial composition further comprises a surfactant. 제12항에 있어서, 상기 조성물은 0.5% 내지 20%, 특히 1% 내지 5%의 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 매트릭스를 제조하는 방법.13. A process as claimed in claim 12, characterized in that the composition comprises from 0.5% to 20%, in particular from 1% to 5%, of a surfactant. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에멀전의 혼합은 분당 100회 내지 1500회 사이클을 포함하는 속도로 교반에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 매트릭스를 제조하는 방법.14. The process according to any one of claims 9 to 13, characterized in that the mixing of the emulsion is carried out by stirring at a rate comprised between 100 and 1500 cycles per minute. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일은 식물 오일, 특히 올리브 오일인 것을 특징으로 하는, 매트릭스를 제조하는 방법.15. The process according to any one of claims 9 to 14, characterized in that the oil is a vegetable oil, in particular an olive oil. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에멀전의 혼합은 2시간 내지 10시간을 포함하는 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 매트릭스를 제조하는 방법.16. A process according to any one of claims 9 to 15, characterized in that the mixing of the emulsion is carried out for a period of time comprised between 2 hours and 10 hours. 세포 운반체(cell carrier)로서의, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 매트릭스의 용도.Use of a matrix according to any one of claims 1 to 8 as a cell carrier.
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